Biochar: opportunità e sviluppi

Fiera di Sant’Alessandro
Bergamo, 5 Settembre 2014
Workshop on Biochar
Applicazioni del biochar in zootecnia
Dr. Costanza Zavalloni
Programma
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Il biochar in agricoltura (…ma non solo)
Caratteristiche del biochar
Il biochar nella filiera zootecnica
Biochar ottenuto da pollina
Esempi di realtà commerciali
Considerazioni finali
Biochar in agricoltura (…ma non solo)
 Ammendante al suolo: sequestro di C, apporto nutrienti, ecc...
 Decontaminante: assorbimento di metalli e molecole organiche
quali erbicidi
 Filtrazione delle acque
 Uso industriale: materiale per la filtrazione dell’aria, isolante
termico, additivo alimentare
 Zootecnia: additivo alimentare, componente della
lettiera, ecc....
Non tutti i biochar sono uguali
Differenze tra biochar dovute a:
 Processo produttivo (gassificazione vs. pirolisi vs.
HTC)
 Temperatura di pirolisi (350 vs. 700°C)
 Materiale di partenza (es. legno; residui vegetali;
deiezioni animali)
Biochar con proprietà chimico-fisiche diverse
Il biochar nella zootecnia
90% del biochar prodotto in Europa è destinato
attualmente alla zootecnia
a. Additivo alimentare
•
•
•
•
Incrementa le rese metaboliche
Assorbe tossine di batteri del tipo gram positivo
(botulismo)
Assorbe pesticidi ed erbicidi
Il letame e liquame con più ammonio e meno nitrati
Alcuni esempi di utilizzo del biochar
nell’alimentazione animale
• Allevamenti caprini in Nord Vietnam. Tasso di crescita
migliore quando nell’alimentazione si aggiunge 0,5-1 g di
carbone di bambù per kg di peso (DoThiThanVan, 2006)
• Incremento significativo in peso in polli con l’aggiunta di
0,2-0,6% di carbone da tutoli di mais (Kana et al., 2011)
• In Germania 21 allevatori di bovini (media di 150 capi per
allevatore) stanno attualmente usando biochar certificato
nell’alimentazione con effetti molto positivi (Ithaka Journal,
www.ithaka-journal.net)
NOTA: il biochar utilizzato dovrà essere certificato per uso alimentare
Alimentazione e ambiente
L’aggiunta di 1% (0,5%) di biochar nell’alimentazione bovina
RIDUCE la formazione di metano del 12,7% (o 10%) (Leng et
al.,2012)
Emissioni di GHG del settore agricolo
in Italia
Emissioni settore agricolo = 6,7 % del totale (ISPRA, 2012)
Settore zootecnico contribuisce per il 3%
Fonte: ISPRA 2012
b. Componente nella lettiera Allevamenti avicoli
 Allevamenti intensivi; problemi dovuti a
malattie da agenti patogeni associati alla
lettiera e all’ammoniaca (NH3) presente.
 L’elevata presenza di NH3 provoca problemi
sia agli animali che all’ambiente
Benifici apportati dall’uso del biochar in
lettiera
 Il biochar aggiunto alla lettiera può ridurre
sensibilmente l’umidità e la presenza di NH3
-Il
carbone vegetale può assorbire fino a 5 volte il suo
peso.
Quantitativi: 5 - 10 % in volume di biochar
c. Stabilizzazione dei liquami
1- 1,5 % biochar
Riduce le perdite di NH3 e di metano, aumenta la
ritenzione dei nutrienti e riduce gli odori
d. Compostaggio
Parte solida delle deiezioni animali
10 – 20% biochar (v/v)
Biochar da pollina
La pollina è una biomassa molto interessante per la pirolisi
Biomasse usate per pirolisi - USA
Fonte: IBI website
Fonte: Song and Guo, 2012
Caratteristiche del biochar da pollina
-Contenuto elevato di nutrienti (NPK, van Zwiten, 2009)
-Elevata capacità di scambio cationico (Gaskin et al., 2008)
-Maggiore capacità di assorbimento di metalli
rispetto a biochar da legno (Lima et al., 2009)
-Elevato contenuto di ceneri; ideale per aggiunta in
suoli acidi (Hass et al., 2011)
Fonte: J.M. Novak, 2012
Biochar da pollina: opportunità
Recupero del calore durante la produzione
(riscaldamento dell’allevamento?)
Riduzione dei costi di stoccaggio della pollina
Riduzione della lisciviazione di nutrienti
Possibilità di resa economica dalla vendita di
un ‘biochar-fertilizzante’
Sfide e problematiche
 Contenuto di umidità elevato del materiale di partenza
 Perdite di N attraverso la pirolisi: possibilità di ridurre
ulteriormente con nuovi processi?
 Investimento iniziale di capitale per l’impianto
 Riduzione/eliminazione di alcuni additivi alimentari per
rispondere alle esigenze di normativa del biochar
Esempi commerciali di biochar per uso
alimentare: CarbonFeed (Swiss Biochar)
 Ingredienti: Wheat bran (40 %), biochar
(15 %), sugar cane molasses, linseed,
alpine herbs, corn flakes, wheat flakes,
barley flakes, minerals
Venduto per alimentazione di
bovini, cavalli, polli, suini e
pecore
Altri esempi di biochar per uso alimentare
Esempio commerciale di produzione di biochar da pollina:
Frye Poultry (USA)
Sacchi da 1 ton con diametro medio 1.2cm
Prezzo di vendita: $800 (580 €)
Considerazioni conclusive
1) Il biochar rappresenta una risorsa molto interessante per la zootecnia :
benefici sia per il processo produttivo che per la salvaguardia dell’ambiente.
2) Cautela nell’utilizzo del biochar in alimentazione. Sono ancora scarsi gli studi
scientifici e non sono ancora stati valutati effetti nel lungo periodo
3) E’ necessario fare luce sui meccanismi specifici con cui il biochar è in grado di
favorire il metabolismo animale
4) Il biochar nella lettiera e nel compostaggio rappresenta una possibilità di
restituire il carbonio al suolo in maniera più stabile. Vantaggio di una riduzione di
emissioni di GHG aumento dei nutrienti (meno lisciviazione).
5) Il biochar da pollina ha le caratteristiche per diventare un fertilizzante del suolo
Grazie a tutti!
Dr. Costanza Zavalloni

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